Die scheinbar einfachste komplexe Frage: Was genau ist Leben?

Dieser dumme Vogel ist über die Definition von Leben genauso verwirrt wie wir. © Mark Ralston/AFP via Getty Images

Leviathan Press:

Wittgenstein sagte in seinen Philosophischen Untersuchungen Folgendes: „Wir können beispielsweise die Aktivitäten betrachten, die wir ‚Spiele‘ nennen.“ Ich meine Brettspiele, Kartenspiele, Ballspiele, Wrestlingspiele und so weiter.

Was haben sie gemeinsam? - Sagen Sie nicht: Sie müssen etwas gemeinsam haben, sonst würden sie nicht alle „Spiele“ heißen – sondern sehen Sie, ob sie alle etwas gemeinsam haben – denn mit offenen Augen werden Sie nicht sehen, was all diese Aktivitäten gemeinsam haben, aber Sie werden Ähnlichkeiten, Affinitäten, eine ganze Reihe dieser Dinge sehen.

Wie oben steht: Nicht denken, sondern schauen! – Schauen Sie sich beispielsweise Brettspiele und ihre verschiedenen Affinitäten an. Kommen wir nun zu den Kartenspielen: Hier finden sich zwar viele Entsprechungen zur ersten Spielekategorie, jedoch verschwinden viele Gemeinsamkeiten und andere tauchen auf.

Was Ballspiele betrifft, sind einige Ähnlichkeiten noch vorhanden, viele sind jedoch verschwunden. ——Sind das alles „Freizeit“? Vergleichen Sie Schach und Drei gewinnt. Oder gibt es immer Gewinner und Verlierer bzw. einen Wettbewerb unter den Spielern? Denken Sie an Solitaire. Ballspiele haben Gewinner und Verlierer; aber wenn Kinder Fangen an einer Wand spielen, verschwindet diese Eigenschaft... Das Ergebnis dieser Untersuchung ist folgendes: Wir sehen ein komplexes Netzwerk von Ähnlichkeiten – sowohl groben als auch subtilen Ähnlichkeiten. „

Wenn wir also sagen, dass etwas ein „Spiel“ ist, liegt das nicht daran, dass es bestimmte Eigenschaften oder Gemeinsamkeiten aufweist, die nur bei Spielen vorkommen, sondern daran, dass diese Aktivität in manchen Bereichen den Aktivitäten anderer Spiele ähnelt, was als „Familienähnlichkeit“ bezeichnet wird. Aber was haben die Spiele gemeinsam? Gibt es für die Definition eines Spiels klare Grenzen? Dasselbe gilt für das, was dieser Artikel als Leben untersucht: Dies wirft eine schwierige Frage auf: A ist ähnlich wie B, B ist ähnlich wie C, C ist ähnlich wie D und so weiter, ohne dass ein Ende in Sicht wäre. Alles kann als Leben betrachtet werden ...

Wenn wir etwas sehen, wissen wir, ob es lebt oder nicht. Ein Vogel im Flug ist eindeutig lebendig, und das Gleiche gilt für ein kleines Bärtierchen, das durch einen Wassertropfen huscht.

Aber wissen wir Menschen, was Leben wirklich ist? Die Antwort ist nein.

„Niemand hat Leben definiert, und manche Leute werden Ihnen sagen, es sei undefinierbar“, sagte Carl Zimmer, Kolumnist und Wissenschaftsreporter der New York Times.

© Wikipedia

Es ist nicht so, dass die Menschen nicht versucht hätten, das Leben zu definieren. „Wissenschaftler haben in der wissenschaftlichen Literatur Hunderte und Aberhunderte von Definitionen des Lebens veröffentlicht“, sagte Zimmer. Zimmer schreibt über diese Definitionen in seinem Buch „Life’s Edge: The Search for What lt Means to Be Alive“. Die Definitionen reichen von einfachen (wie etwa „Leben ist ein Stoffwechselnetzwerk innerhalb von Grenzen“) bis hin zu Sätzen, die scheinbar nur für jemanden mit einem Doktortitel lesbar sind: „Leben ist ein monophyletischer Zweig, der von einem gemeinsamen Vorfahren abstammt und alle Nachkommen umfasst.“

Es gibt derzeit keine einheitliche Definition des Lebens und diese Frage gibt uns immer noch Rätsel auf. Dies scheint eine recht einfache Frage zu sein, und die naturwissenschaftlichen Hausaufgaben für Fünftklässler scheinen ungefähr diesen Schwierigkeitsgrad zu haben.

„Wir meinen, dieses Problem sollte einfach sein, und das ist es auch“, sagt Zimmer. Unser Gehirn ist eigentlich darauf ausgelegt, Dinge wie biologische Bewegungen zu erkennen. Das Erkennen des Lebens scheint für uns eine Selbstverständlichkeit zu sein, doch das bedeutet nicht, dass wir wissen, was es ist.

Dieses Thema bedarf noch weiterer Untersuchung. „Genauso wie sich die Astronomen über die Definition eines Sterns uneinig sind, sind sie sich auch über die Definition von Leben uneinig“, sagte Zimmer. „Aber die Definition des Lebens ist wichtiger. Das ist das Leben.“

Das Problem besteht darin, dass es für jede Definition von Leben ein Lebewesen oder eine verwirrende quasi-biologische Entität gibt, die diese Definition völlig negiert.

Ich fragte Zimmer, warum das Leben so schwer zu definieren sei und ob es überhaupt unmöglich sei, das Leben zu definieren.

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Brian Resnick: Was ist also das Problem mit der Definition von Leben der NASA oder was ist das Problem mit den Hunderten anderer Definitionen von Leben, die es gibt?

Carl Zimmer: Es wird sehr schwierig, weil es so viele Grenzfälle gibt, sodass die Leute anfangen, darüber zu streiten, welche Definitionen genauer sind.

Bu: Der bekannteste Fall, den ich kenne, ist das Virus. Können Sie erklären, warum Viren so verwirrend sind? Sind sie lebendig oder tot?

K: Es scheint unglaublich, dass Viren irgendwie lebendig sind. Wir haben während der Pandemie oft darüber gesprochen – wer weiß, wie viele Coronaviren die Menschen in den letzten Jahren gezüchtet haben?

Darüber hinaus kann das Virus auch mutieren. Einige Mutationen führen dazu, dass das neue Coronavirus stärker um sich greift. Viren bestehen aus Genen und Proteinen.

Ich meine, was möchten Sie sonst noch wissen? Sie glauben, ich glaube, Viren seien lebendig, oder?

© Natur

Bu: Ja, das Virus sieht aus, als wäre es lebendig.

Ka: Wenn für Sie der Stoffwechsel das wahre Leben darstellt, dann sind Viren vielleicht kein Leben. **Viren fressen beispielsweise keine Dinge. Viren haben keine Möglichkeit, Moleküle aufzunehmen und in neue umzuwandeln. Viren haben keinen Mund, keinen Magen, keine Enzyme, sie haben nichts.

Das Virus muss lediglich die Zellen umprogrammieren, damit diese in seinem Namen neue Viren reproduzieren können.

B: Sie haben die Definition von Leben der NASA erwähnt: „Leben ist ein chemisches System, das zur darwinistischen Evolution und zur sich selbst erhaltenden Evolution fähig ist.“ Viren sind also der Beweis für Darwins Evolutionstheorie: Sie sind chemische Systeme, können sich jedoch nicht selbst erhalten.

Ka: Das stimmt, das stimmt.

B: Wenn Viren also nicht lebendig sind, was sind sie dann?

Ka: Ich weiß es auch nicht. Allerdings klingt es etwas seltsam, wenn man sagt, ein Virus sei tot, denn per Definition setzt der Tod voraus, dass man einmal gelebt hat.

Man könnte sagen, dass sich Viren in einem inerten oder quasi-toten Zustand befinden. Nun, ich weiß es auch nicht.

Viren unterliegen solch enormen Veränderungen, geben aber dennoch ihre Gene von Generation zu Generation weiter – es wäre … seltsam, wenn Sie sagen würden, dass dies nichts mit Leben zu tun hat.

Bu: Welche Probleme würden entstehen, wenn wir die Definition des Lebens um Viren erweitern würden? Warum äußern die Leute ihre Unzufriedenheit darüber?

SK: Nun … wissen Sie, eines der Probleme sind die Grenzen der Definition.

B: Wenn die Definition von Leben erweitert wird, was kann sonst noch als Lebewesen definiert werden?

CK: Rote Blutkörperchen sind ein interessantes Beispiel.

Wenn Sie alle roten Blutkörperchen aus Ihrem Körper entfernen würden, würden Sie sterben. Diese roten Blutkörperchen enthalten große Mengen an Protein und erfüllen viele wichtige Funktionen, insbesondere die Sauerstoffzirkulation von der Lunge in den gesamten Körper.

So ist das. Wie lebende Organismen verfügen auch diese Zellen über physiologische Barrieren und erfüllen komplexe biochemische Funktionen.

© DeviantArt

Man spricht über die Lebensdauer der roten Blutkörperchen. Sie leben grundsätzlich nur wenige Monate in Ihrem Körper. Sie betrachten Dinge, die eine Lebensdauer haben, als lebendig.

Was sind diese Zellen? Sind sie tot oder lebendig? Sie verfügen über einige Eigenschaften, die der Definition von Leben entsprechen, aber es fehlt ihnen immer etwas, das sie wirklich zum Leben macht.

B: Was macht es lebendig?

KA: Ich meine Gene. Rote Blutkörperchen haben keine Gene. Sie können nicht wachsen, sich teilen oder vermehren, und das ist das Problem.

Dass das Leben schwer zu definieren ist, stört eine kleine Robbe überhaupt nicht. © Spencer Platt/Getty Images

B: Zusammenfassend lässt sich also sagen, warum sich rote Blutkörperchen von dem unterscheiden, was wir als „lebendig“ bezeichnen?

KA: Sehen Sie, Sie würden sagen „anders als das, was wir ‚lebendig‘ nennen“. Aber muss es wirklich dasselbe sein?

B: Oh, ich habe nicht die geringste Ahnung.

K: Okay, hör mir zu. Insekten wie Zikaden haben einige besondere Organe in ihrem Körper und bestimmte Arten von Bakterien leben in den Zellen dieser Organe.

Diese Bakterien sind für Zikaden sehr wichtig, da sie ihnen mehrere spezielle Aminosäuren liefern können, die sie nicht direkt über die Nahrung aufnehmen können.

© Gulo in Nature

Diese Bakterien wiederum verbrauchen einen großen Teil der Energie aus der Nahrung der Zikade, können jedoch außerhalb des Körpers der Zikade nicht überleben. Chemisch gesehen können sie nicht alleine überleben.

Diese Bakterien verfügen über eigene Gene und können sich daher vermehren, es gibt jedoch keine individuellen Unterschiede. Tatsächlich sind sie in der Lage, in die Zellen der Zikade einzudringen und mit ihnen zu verschmelzen.

Sind diese Bakterien lebendig? Ich dachte, Sie könnten es erkennen, aber leider war das nicht der Fall. Wenn Ihr Lebensstandard lautet: „Es muss individuelle Unterschiede geben“, dann sind diese Bakterien nicht lebendig.

Bu: Diese Bakterien klingen ein bisschen wie Viren.

Ka: Viren erfüllen die Definition von „lebendig“ eher als diese Bakterien. Diese Bakterien können nur von der Mutter auf das Kind übertragen werden und können keine Fremdkörper infizieren.

Wir sind Wirte einiger prähistorischer Bakterien. Vor zwei Milliarden Jahren lebten unsere einzelligen Vorfahren in Gemeinschaft mit aeroben Bakterien. Diese Bakterien entwickeln sich schließlich zu den weichen Mitochondrien in unseren Zellen, die für die Energieproduktion des Körpers verantwortlich sind. Ohne Mitochondrien könnten wir nicht überleben.

© Tenor

Es gibt auch einige Gene in den Mitochondrien, aber Sie werden nicht sehen, dass Mitochondrien von selbst aus der Zelle kriechen; das können sie nicht. Sie können (außerhalb des menschlichen Körpers) nicht überleben.

Bu: Die Bakterien in der Zikade sind also lebendig, die Mitochondrien jedoch nicht, richtig?

Ka: Mit anderen Worten, sie nehmen am Prozess des Lebendigseins teil.

B: Okay, also sind rote Blutkörperchen und Mitochondrien wahrscheinlich nicht lebendig, sie sind lediglich am Prozess des Lebendigseins beteiligt. Aber gibt es Dinge, die von Natur aus lebendig sind und dennoch über die Definition des Lebens hinausgehen, die die Menschen haben?

KA: Eines meiner Lieblingsbeispiele ist der Amazonenkärpfling.

Dieser Fisch sieht harmlos aus und schwimmt durch Flüsse in Mexiko und den Vereinigten Staaten, ohne dass man ihn eines zweiten Blickes würdigen würde. Vor Hunderten von Jahren kreuzten sich zwei Arten von Mollys und entwickelten sich zum heutigen Amazonas-Molly. Dieser Hybrid kann nur weibliche Individuen hervorbringen und die Nachkommen sind lediglich Klone ihrer selbst.

© Nichteinheimische Wasserarten

Wenn Sie einen Amazonas-Kärpfling jedoch isolieren und ihn allein beobachten oder ihn in ein Aquarium setzen, kann er sich nicht fortpflanzen. Der Grund dafür ist, dass sie sich immer noch mit Männchen ihrer ursprünglichen Rasse paaren müssen (wenn sie sich fortpflanzen wollen).

B: Der Amazonas-Kärpfling benötigt also einen Sexualpartner zur Fortpflanzung, aber es ist nicht so, dass er sich mit Männchen fortpflanzt. Sie können sich selbst replizieren.

Ka: Diese Art kann keine Nachkommen in ihrem Körper gebären. Sie müssen männliche Fische anderer Arten finden. Das Sperma kann die Eizelle im Körper zur Entwicklung anregen. Weibliche Amazonas-Kärpflinge sind jedoch in der Lage, alle Spermien abzutöten und ihre Gene zu zerstören. Das ist, als würde man sagen: „Du bist ein guter Mensch, aber wir passen nicht zusammen.“ Sobald sich ein Molly mit einem anderen Fisch paart, beginnt eine Kette der Selbstreplikation. Deshalb sprechen Biologen von einem „sexuellen Parasiten“.

Ein Amazonas-Kärpfling (rechts) lockt einen männlichen Segelkärpfling zur Paarung. Der Amazonas-Kärpfling verfügt über ein gesundes, vielfältiges Genom, obwohl er sich seit 100.000 Jahren durch Klonen vermehrt. © Manfred Schartl

Bu: Das ist eine interessante, aber auch rätselhafte Frage, denn es klingt, als ob nur Viren dazu in der Lage wären. Viren sind jedoch nicht lebendig und benötigen einen Wirt, um sich zu replizieren. Viren scheinen sich von diesen kleinen Fischen, die herumschwimmen, zu unterscheiden.

Ka: Das stimmt. Viren und Molly-Fische spielen uns auf die gleiche Weise Streiche. Mollies sind Fische und zweifellos lebendig, aber wenn Sie versuchen, in Worte zu fassen, was es bedeutet, lebendig zu sein, werden Sie bei Mollies sprachlos sein.

B: Jetzt verstehe ich, warum diese einfache Frage (Was ist Leben) so schwer zu beantworten ist. Ich verstehe, was Sie und mich verwirrt, und ich verstehe, warum rote Blutkörperchen und Viren keine Lebewesen sind, der Amazonas-Kärpfling aber schon.

Ich verstehe auch, dass die Sprache ein großes Problem bei der Definition des Lebensumfangs darstellt.

SK: Wir versuchen auch, diese Grenzen zu definieren, und vielleicht ist das nur ein Teil des Problems. Dies ist eher eine philosophische als eine wissenschaftliche Frage. Über diese Frage haben Philosophen schon lange nachgedacht. Um dieses Problem zu verstehen, einen einfachen Ansatz oder eine Lösung zu finden, wollen wir zunächst besprechen, was ein Spiel ist.

Wenn Sie versuchen, eine klare Definition von Gaming zu finden, werden Sie zweifellos scheitern.

Schneeaffen (Japanmakaken) sind zweifellos Lebewesen. © Spender Platt/Getty Images

Bu: Ist das Spiel so schwierig?

Karte: Muss das Spiel Karten haben? Das könnten sie, und sie könnten auch Monopoly-Spielsteine ​​enthalten. Kann man mit Spielen Geld verdienen? Einige von ihnen tun das. Es gibt jedoch auch andere Spiele, für die Sie bezahlen müssen. Muss man beim Spielen gewinnen? Nur manchmal.

Aber Sie würden nie ein Kind in einen Spielwarenladen oder eine Spielhalle rennen lassen und sagen: „Was ist das? Ich verstehe das nicht.“

Der Philosoph Ludwig Wittgenstein sagte einmal , dass Spiele wie Familien seien, da alle Spiele in einem Netzwerk verwandter Bedeutungen miteinander verbunden seien.

B: Das klingt ein bisschen hohl. Wollen Sie damit sagen, dass alle Lebewesen einen gemeinsamen Ursprung haben und dass sogar Wombats und Giraffen, zwei völlig unabhängige Arten, genau wie rote Blutkörperchen zu einer großen Familie gehören? Ich verstehe nicht.

Ist es wirklich das Bedürfnis des Menschen, das Leben zu definieren?

K: Es hängt davon ab, mit wem Sie sprechen.

Viele Menschen würden sagen, dass wir im Interesse der Wissenschaft eine Definition des Lebens finden müssen. Dies ist also der Grund, warum die NASA das Leben definiert.

Aus rechtlichen Gründen brauchen wir eine Definition des Lebens. Denn alle streiten sich darüber, was wann angefangen hat.

All diese Szenarien erfordern eine klare Definition des Lebens.

Manche Leute sagen jedoch, dass es lächerlich und Zeitverschwendung sei, das Leben zu definieren. Eine Philosophin namens Carol Cleland sagte einmal, dass die Definition von Leben genauso albern sei wie der Versuch der Alchemisten im 16. Jahrhundert, (auf der Grundlage von Eigenschaften) zu definieren, was Wasser ist. Wenn Sie die Molekül- und Atomstruktur nicht verstehen, verschwenden Sie Ihre Zeit. Wassermoleküle bestehen aus Wasserstoff und Sauerstoff und die Art und Weise, wie diese beiden miteinander verbunden sind, bestimmt die Art des Wassers.

Als die Disziplin der Chemie geboren wurde, war Leonardo da Vinci bereits verstorben. Er riss sich an den Haaren und versuchte herauszufinden, was Wasser war. Er schrieb in sein Tagebuch: „Ich weiß es nicht. Es hat verschiedene Farben, verschiedene Gerüche. Was ist es?“ Er würde seinen Kopf gegen die Wand schlagen. Wir leben in einer Zeit, in der die Chemie ziemlich gut etabliert ist. Wir wissen also, was Wasser ist, aber wir wissen immer noch nicht, was Leben ist.

B: Wenn wir keine überzeugende Theorie über das Leben haben, hindert uns das daran, im Weltraum nach Leben zu suchen? Werden wir etwas entdecken, das sich radikal vom Leben auf der Erde unterscheidet?

K: Wenn wir irgendwo anders eine andere Lebensform finden könnten, wäre das eine grundlegende Wende, und vielleicht müssten wir einen Schritt zurücktreten und uns fragen: Welche Theorie kann sowohl das Leben auf der Erde als auch das Leben in Alpha Centauri oder anderswo erklären?

Es würde mich nicht überraschen, wenn wir auf etwas stoßen würden, das Leben zu sein scheint, und wir nicht verstehen könnten, warum.

Von Brian Resnick

Übersetzt von Chao Hang

Korrekturlesen/Rabbits leichte Schritte

Originalartikel/www.vox.com/unexplainable/23637531/what-is-life-scientists-dont-agree

Dieser Artikel basiert auf der Creative Commons License (BY-NC) und wird von Chao Hang auf Leviathan veröffentlicht

Der Artikel spiegelt nur die Ansichten des Autors wider und stellt nicht unbedingt die Position von Leviathan dar